Результат интеллектуальной деятельности: МАШИНА ДЛЯ ПОНИЖЕНИЯ ПНЕЙ

Машина для понижения пней относится к лесохозяйственному машиностроению, в частности к устройствам для образования площадки-углубления вокруг пней с очищением их от почвы ниже поверхности земли и последующим дроблением.

Дробление пней на месте их произрастания является по сравнению с корчеванием машинами рычажного типа более экологичным и более производительным процессом, выполняемым за счет мощности двигателя трактора, передаваемой через вал отбора при остановочном положении трактора.

Известна машина для удаления пней МУП-4 («Машины и механизмы лесного и лесопаркового хозяйства». Справочник. М., 2009, с. 149-151), состоящая из стрелы, фрезерно-дробильного рабочего органа, механизма привода, рамы. Рабочий орган представляет собой усеченный конус, в нижнем основании которого закреплены режущие элементы - резцы, а на стойках - образующих конуса - скалывающие ножи.

Однако машина МУП-4 дробит только надземную часть пней, оставляя всю остальную часть каждого пня в земле, которая представляет собой препятствие для работы почвообрабатывающих, посевных, посадочных и других машин, применяемых для лесовосстановления на вырубках и горельниках, пройденных лесными пожарами. При удалении пней ниже поверхности земли режущие и скалывающие ножи рабочего органа взаимодействуют с абразивной средой, вызывающей их интенсивный износ, повышение нагрузок и снижение производительности. Следующим существенным недостатком является неизменность вылета стрелы, что не позволяет перемещать рабочий орган при дроблении пней размером больше диаметра рабочего органа, не включая коробку переключения передач трактора для его передвижения, что крайне затрудняет перемещение рабочего органа на малую величину и тем самым увеличивает время на дробление пней.

Известен площадкоделатель (патент РФ №2496294, А01С 11/00, А01С 5/00, A01G 23/00, опубл. 27.10.2013), содержащий раму, роторы с радиально расположенными рыхлителями-очистителями, шарнирные подвески роторов к раме, гидроцилиндр управления роторами в зависимости от диаметра пней и гидропривод. Подвешивается на стреле гидроманипулятора, снабженного ротатором, обеспечивающим реверсивный поворот роторов на угол ±410° вокруг пня.

Однако применение ротатора и поворот роторов вокруг пня усложняет конструкцию площадкоделателя, вызывает дополнительные боковые силы, возникающие при повороте, что снижает надежность всей конструкции. По этой же причине гибкие элементы подвергаются сложному изгибу в двух плоскостях, переходящему в деформацию кручения, что также снижает их долговечность и надежность.

Общим недостатком является то, что процессы очистки пней от почвы с образованием площадки-углубления вокруг каждого пня и дробления их надземной части разделены во времени, выполняются разными агрегатами, что увеличивает сроки освобождения вырубок и гарей от пней.

Изобретение решает задачи улучшения условий работы почвообрабатывающих, посевных, посадочных и других лесокультурных машин на нераскорчеванных вырубках и гарях, снижения износа рабочих органов активного действия, работающих в абразивной среде при понижении пней, повышения надежности и производительности механизмов, понижающих пни ниже поверхности земли путем удаления верхнего слоя почвы от пня в стороны с одновременной очисткой обнаженной его части от налипшей почвы на агротехнически допустимой глубине и исключения перемещения трактора до полного дробления удаляемой части пней больших размеров.

Это достигается тем, что в машине для понижения пней, содержащей раму, соединенную со стрелой гидроманипулятора, рабочие органы для удаления почвы вокруг пня и его измельчения, трансмиссию и механизм управления, согласно изобретению рама выполнена в виде качающегося коромысла, на концах которого размещены ротор-очиститель и ротор-измельчитель, обеспечивающие непрерывность процесса очистки пней от земли и их последующего измельчения. Ротор-очиститель выполнен в виде отдельных радиально расположенных секций, охватывающих пень по окружности, а гибкие элементы - разной длины, уменьшающейся от краев к середине, концы которых образуют дугу, близкую к наружной форме пня в поперечном сечении. Секции ротора-очистителя выполнены в виде отдельных вращающихся роторов и соединены с рамой посредством двуплечих рычагов и поводков, управляемых гидроцилиндром, изменяющим их удаление в радиальном направлении от оси вращения ротора-очистителя в зависимости от диаметра пня.

На фиг. 1 представлен общий вид машины для понижения пней, вид слева; на фиг. 2 - то же, вид сверху; на фиг. 3 - технологическая схема работы ротора-очистителя; на фиг. 4 - технологическая схема работы ротора-измельчителя.

Машина для понижения пней состоит из рамы 1, соединенной со стрелой гидроманипулятора 2, ротора-очистителя 3, ротора-измельчителя 4, гидроцилиндра поворота рамы 5 и гидроцилиндра перемещения секций ротора-очистителя в зависимости от диаметра пней 6, гидромоторов привода ротора-измельчителя 7 и секций ротора-очистителя 8 через цепную передачу 9 и шарниры Гука 10. Расхождение и схождение секций ротора-очистителя в зависимости от диаметра пней производится гидроцилиндром 6, жестко связанным с рамой 1 через двуплечие рычаги 11 путем поворота их в шарнирах 12 и поводки 13. Ротор-измельчитель соединен с рамой с возможностью поворота в вертикальной плоскости гидроцилиндром 14 до момента его установки, когда рабочая поверхность конца займет положение, параллельное поверхности пня, то есть установится вертикально. Вылет стрелы 2 изменяется гидроцилиндром 15.

Машина для понижения пней работает следующих образом. Оператор при остановочном положении агрегата с помощью гидроманипулятора 2 и гидроцилиндра поворота рамы 5 устанавливает ротор-очиститель над пнем, опускает вниз, разводит секции в радиальном направлении с помощью гидроцилиндра 6 в зависимости от диаметра пня и включает гидромотор привода. При дальнейшем опускании секции ротора-очистителя своими гибкими элементами контактируют с боковой поверхностью пня в пределах всей своей ширины захвата благодаря переменной длине гибких элементов, заглубляются и удаляют верхний слой почвы на заданную глубину вместе с налипшей на пень почвой, отбрасывая ее в стороны от пня. Ротор-измельчитель в это время находится в неработающем положении над поверхностью земли и в стороне от пня.

По окончании очистки пня от почвы и образования площадки-углубления вокруг пня оператор переводит ротор-очиститель в верхнее нерабочее состояние путем поворота коромысла с помощью гидроцилиндра 6, а находящийся на его противоположном конце ротор-измельчитель опускается вниз и подводится стрелой гидроманипулятора к очищенному пню путем поворота колонны гидроманипулятора. Ротор устанавливается таким образом, чтобы образующая конуса заняла вертикальное положение, после чего оператор включает гидромотор привода ротора и производится измельчение пня в щепу при перемещении стрелы в горизонтальной плоскости.

Данный технологический процесс повторяется при переходе к следующему пню. Количество пней, удаляемых с одной остановки агрегата, зависит от их распределения на площади в пределах вылета стрелы гидроманипулятора, изменяемого от минимального до максимального.

Сочетание в одной конструкции рабочих органов для очистки пней от налипшей почвы, образования площадки-углубления вокруг пней и затем их дробления снижает материальные и трудовые затраты, материалоемкость технологического процесса, поскольку удаление пней производится одним агрегатом вместо двух по существующей технологии, повышает производительность и создает условия для повышения эффективности работы лесопосадочных машин, культиваторов и других машин.